CN114439931B - 同步器式变速箱的挂挡卡滞识别及自动重挂方法和***及车辆 - Google Patents
同步器式变速箱的挂挡卡滞识别及自动重挂方法和***及车辆 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种同步器式变速箱的挂挡卡滞识别及自动重挂控制方法，其包括：控制车辆开始自动挂档，并监测挂档能量参数和卡滞类型判断信息；基于所述挂档能量参数计算挂档能量；以及基于所述挂档能量判断是否发生卡滞，并且，在判断为未发生卡滞时，继续挂档，在判断为发生卡滞时，基于所述卡滞类型判断信息判断卡滞类型，并且在判断为第一卡滞类型时执行第一重挂流程，在判断为第二卡滞类型时执行第二重挂流程。本发明还涉及执行所述挂挡卡滞识别及自动重挂控制方法的***以及包括该***的车辆。
Description
技术领域
本发明涉及车辆领域，尤其涉及一种同步器式挂挡变速箱的挂挡卡滞识别及自动重挂方法和***以及包括该***的车辆。
背景技术
利用同步器进行挂挡的同步器式变速箱，如自动机械式变速箱和双离合变速箱，经常由于齿顶齿、同步环抱死等原因导致挂挡卡滞，导致挂挡失败，甚至某些极端情况下导致同步器控制机构过载失灵，自动变速箱无法成功挂挡,从而汽车失去动力。目前主要通过简单的自动重挂方式，或者通过更改同步器结构（比如，改变同步器的啮合齿的形状）的方式来解决挂挡卡滞问题。简单的自动重挂方式的挂挡成功率不高，而更改同步器结构的方式成本高，也无法完全避免挂挡卡滞问题。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种同步器式变速箱的挂挡卡滞识别及自动重挂方法和***以及包括该***的车辆，从而有效解决或缓解了目前所存在的弊端中的至少一个。
本发明实施例的一方面涉及一种同步器式变速箱的挂挡卡滞识别及自动重挂方法，其包括：
控制车辆开始自动挂档，并监测挂档能量参数和卡滞类型判断信息；
基于所述挂档能量参数计算挂档能量；以及
基于所述挂档能量判断是否发生卡滞，并且，
在判断为未发生卡滞时，继续挂档，
在判断为发生卡滞时，基于所述卡滞类型判断信息判断卡滞类型，并且在判断为第一卡滞类型时执行第一重挂流程，在判断为第二卡滞类型时执行第二重挂流程。
在根据本发明实施例所述的同步器式变速箱的挂挡卡滞识别及自动重挂方法中，可选地，基于所述挂档能量判断是否发生卡滞的步骤包括：
基于预定的挂档能量上限和所述挂档能量计算挂档能量比；以及
将所述挂档能量比与第一阈值比较，并且在所述挂档能量比小于等于所述第一阈值时判断为未发生卡滞，在所述挂档能量比大于所述第一阈值时判断为发生卡滞。
在根据本发明实施例所述的同步器式变速箱的挂挡卡滞识别及自动重挂方法中，可选地，所述挂档能量比为所述挂档能量与所述预定的挂档能量上限的比值。
在根据本发明实施例所述的同步器式变速箱的挂挡卡滞识别及自动重挂方法中，可选地，所述第一阈值在20%-40%之间。
在根据本发明实施例所述的同步器式变速箱的挂挡卡滞识别及自动重挂方法中，可选地，所述第一重挂流程包括：将所述挂档能量比与第二阈值比较，并且，
在所述挂档能量比大于所述第二阈值时，执行第一大行程重挂流程，所述第一大行程重挂流程包括：进行大行程重挂操作，直至挂入档位，或者直至所述挂档能量比大于第三阈值时停止挂档并等待所述挂档能量比降低到所述第一阈值之内再重新挂档；
在所述挂档能量比小于等于所述第二阈值时，执行第一小行程重挂流程，所述第一小行程重挂流程包括：进行小行程重挂操作，直至挂入档位，或者直至所述挂档能量比大于所述第二阈值时执行所述第一大行程重挂流程；并且
所述第二重挂流程包括：将所述挂档能量比与第二阈值比较，并且，
在所述挂档能量比大于所述第二阈值时，执行第二大行程重挂流程，所述第二大行程重挂流程包括：进行大行程重挂操作并控制离合器结合，直至挂入档位，或者直至所述挂档能量比大于第三阈值时停止挂档并等待所述挂档能量比降低到所述第一阈值之内再重新挂档；
在所述挂档能量比小于等于所述第二阈值时，执行第二小行程重挂流程，所述第二小行程重挂流程包括：进行小行程重挂操作，直至挂入档位，或者直至所述挂档能量比大于所述第二阈值时执行所述第二大行程重挂流程。
在根据本发明实施例所述的同步器式变速箱的挂挡卡滞识别及自动重挂方法中，可选地，所述第二阈值在40%-70%之间，所述第三阈值在80%-98%之间。
在根据本发明实施例所述的同步器式变速箱的挂挡卡滞识别及自动重挂方法中，可选地，所述挂档能量参数包括同步器执行元件的电压、电流、以及作用时间，所述挂档能量为所述电压、所述电流、以及所述作用时间的乘积。
在根据本发明实施例所述的同步器式变速箱的挂挡卡滞识别及自动重挂方法中，可选地，所述卡滞类型判断信息包括所述同步器执行元件的位置信息以及变速箱输入轴转速和变速输出轴转速。
在根据本发明实施例所述的同步器式变速箱的挂挡卡滞识别及自动重挂方法中，可选地，所述第一卡滞类型包括同步器处于齿顶齿位置或预同步位置时的卡滞，所述第二卡滞类型为同步器处于除了所述齿顶齿位置或所述预同步位置之外的位置时的卡滞。
本发明实施例的另一方面涉及一种同步器式变速箱的挂挡卡滞识别及自动重挂***，其包括变速箱控制模块，所述变速箱控制模块被设置用来执行根据前述实施例中任一项所述的挂挡卡滞识别及自动重挂方法。
在根据本发明实施例所述的同步器式变速箱的挂挡卡滞识别及自动重挂***中，可选地，其进一步包括同步器执行元件以及用来获得所述挂档能量参数和所述卡滞类型判断信息的感测组件。
本发明实施例的另一方面涉及一种车辆，其包括同步器式变速箱以及根据前述实施例所述的挂挡卡滞识别及自动重挂***。
附图说明
以下将接合附图和具体实施例来对本发明进行进一步详细描述，但是本领域技术人员将领会的是，这些附图仅是出于解释具体实施例的目的而绘制的，并且因此不应当作为对本发明范围的限定。此外，除非特别指出，附图仅是意在概念性地表示所描述对象的组成或构造并且可能进行了夸张性显示，并且附图也并非一定是按比例绘制的。此外，在不同的附图中，相同的参考标号表示相同或大致相同的部件。
图1显示了根据本发明一个实施例的一种挂挡卡滞识别及自动重挂方法的流程。
图2显示了根据本发明一个实施例的一种挂挡卡滞识别及自动重挂方法的流程。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的一些实施例进行更详细的描述。除非本文中清楚地另行定义，本文所使用的科学和技术术语的含义为本领域技术人员通常理解的含义。
本文中使用的“包括”、“具有”以及类似的词语是指除了列于其后的项目及其等同物外，其他的项目也可在范围以内。术语“或”、“或者”并不意味着排他，而是指存在所提及项目中的至少一个，并且包括所提及项目的组合可能存在的情况。术语“和/或”包括一个或多个所提及项目的任意的和所有的组合。本文中提及“一些实施例”等，表示所述与本发明相关的一种特定要素（例如特征、结构和/或特点）被包含在本说明书所述的至少一个实施例中，可能或可能不出现于其他实施例中。另外，需要理解的是，所述发明要素可以以任何适当的方式结合。
本发明的一方面涉及一种同步器式挂挡变速箱的挂挡卡滞识别及自动重挂方法，其通过实时监测相关参数并基于所监测的参数计算挂挡控制机构的挂挡能量，及时识别挂挡卡滞，并根据相关信息判断卡滞类型，进而提供了不同的自动重挂方式来解决卡滞问题，在一些情况下也可控制离合器来消除卡滞，提高挂挡成功率。
具体地，在装有变速箱控制模块（TCM）的车上，可以通过TCM监测同步器执行元件（如同步器电机，电磁阀，蓄能器等）的电压、电流和转速、同步器（拨叉）位置、变速箱输入轴转速和输出轴转速等信息，来计算挂挡能量，根据挂挡能量的不同，同步器位置以及输入轴转速和输出轴转速等信息判断挂挡卡滞程度和卡滞类型，从而选择不同的处理方式，来提高挂挡成功率。
图1显示了根据本发明一个实施例的一种挂挡卡滞识别及自动重挂方法1的流程。该方法1包括：在步骤11中，控制车辆开始自动挂档，并监测挂档能量参数和卡滞类型判断信息；在步骤12中，基于挂档能量参数计算挂档能量；以及在步骤13中，基于挂档能量判断是否发生卡滞，并且在判断为未发生卡滞时，继续挂档；在判断为发生卡滞时，基于卡滞类型判断信息判断卡滞类型，并且在判断为第一卡滞类型时执行第一重挂流程，在判断为第二卡滞类型时执行第二重挂流程。
可通过TCM控制车辆开始自动挂档并监测挂档能量参数和卡滞类型判断信息。TCM可根据油门开度和车速等信息控制车辆开始自动挂挡。在车辆开始自动挂档的同时TCM可实时监测挂档能量参数和卡滞类型判断信息。
挂档能量参数指计算挂档能量所需的参数，通过计算出来的挂档能量可判断挂挡的卡滞程度。比如，可以通过将计算出来的挂档能量与一定的阈值进行比较从而判断出挂挡的卡滞程度。在一些实施例中，挂档能量参数包括同步器执行元件（如同步器电机）的电压、电流、以及作用时间，挂档能量为它们的乘积。在一些实施例中，挂档能量参数包括压力和作用面积等参数，利用这些参数也可以计算挂挡能量，并且通过挂挡执行元件的特性，判断出卡滞程度。
也可以根据同步器执行元件的性能，通过计算百分比的方式来判断挂挡的卡滞程度。在一些实施例中，步骤13中的基于所述挂档能量判断是否发生卡滞的步骤包括：基于预定的挂档能量上限和上述通过计算获得的挂档能量来进一步计算挂档能量比；以及将挂档能量比与第一阈值比较，并且在挂档能量比小于等于第一阈值时判断为未发生卡滞，在挂档能量比大于第一阈值时判断为发生卡滞。
预定的挂档能量上限可基于同步器控制元件的特性/性能进行设定。在一些实施例中，挂档能量比是挂档能量与预定的挂档能量上限的比值，其值在0%-100%之间。比如，若挂挡能量是通过“挂挡能量=同步器电机电压*同步器电机电流*同步器电机作用时间”的计算公式获得的，挂挡能量比计算公式为：挂挡能量比=同步器电机电压*同步器电机电流*同步器电机作用时间/预定的挂挡能量上限。在一些实施例中，第一阈值在20%-40%之间，或进一步地，再25%-35%之间，比如，其可为30%。
卡滞类型判断信息指进行卡滞类型判断所需的信息，其可包括同步器执行元件的位置信息（如同步器位置）以及变速箱输入轴转速和变速输出轴转速。同步器位置包括间隙、预同步、齿顶齿、同步（结合）、进挡等。同步器位置结合输入轴输出轴转速可以判断出挂挡卡滞类型，如在预同步位置时的卡滞，齿顶齿卡滞，同步环抱死卡滞（结合卡滞）等。在一些实施例中，卡滞类型可包括第一卡滞类型和第二卡滞类型，其中第一卡滞类型包括同步器处于齿顶齿位置或预同步位置时的卡滞，第二卡滞类型为同步器处于除了齿顶齿位置或预同步位置之外的位置时的卡滞。第二卡滞类型的典型实例是同步环抱死卡滞。
在识别卡滞类型的基础上，基于不同类型的卡滞采取不同的补救控制策略（针对第二卡滞类型和第二卡滞类型分别采取第一重挂流程和第二重挂流程），有区别性的自动重挂策略解决不同类型的挂挡卡滞问题, 可以有效的提高挂挡成功率。
不同的补救控制策略包括但不限于小行程重挂、大行程重挂、离合器增强重挂（大行程重挂+短暂结合离合器）、停止挂挡等待挂档能量降低后重挂。这些重挂方式可以单独起作用，也可以两种或两种以上方式结合使用。第一重挂流程和第二重挂流程可包括不同的重挂方式或重挂方式的组合。在一些实施例中，可在第二重挂流程中采用离合器增强重挂，即，为利用更大换挡力重挂，使用大行程重挂配合离合器的结合来克服同步环抱死卡滞，而在第一重挂流程中可无需采用离合器增强重挂。小行程重挂和大行程重挂是相对而言的，小行程重挂中同步器回退的行程比大行程重挂中同步器回退的行程小，其中，小行程重挂是指同步器回退较小行程（如回退到整个行程的一半或一半以下）进行的重挂，大行程重挂是指同步器回退较大行程，比如回退到接近原始位置（如回退到整个行程的一半以上），进行的重挂。
图2显示了根据本发明一个实施例的一种挂挡卡滞识别及自动重挂方法的流程。如图2所示，可通过TCM控制车辆开始自动挂档并实时监测挂档能量参数（如同步器电机的电压、电流、作用时间）和卡滞类型判断信息（如同步器位置、变速箱输入轴转速、变速输出轴转速）。如上所述，基于所监测到的档能量参数可通过计算得到挂档能量，再基于计算得到挂档能量及预定的挂档能量上限可获得挂档能量比，用于后续的判断。
可通过将挂档能量比与第一阈值（如30%）相比来判断是否发生挂档卡滞。具体地，若挂档能量比小于等于第一阈值，可判断为无卡滞，从而继续挂档动作；若挂档能量比大于第一阈值，可判断为发生挂档卡滞，此时再通过所监测到的卡滞类型判断信息来判断所发生的卡滞的类型，具体地，可确定同步器是否处于齿顶齿或预同步的位置，若是，可判断为第一卡滞类型（即齿顶齿卡滞或预同步卡滞），后续执行第一重挂流程，若否，可判断为第二卡滞类型（如同步环抱死卡滞），后续执行第二重挂流程。
在第一重挂流程中，将挂档能量比与第二阈值（如50%）进行比较，并且，在挂档能量比大于第二阈值时，执行第一大行程重挂流程，而在挂档能量比小于等于第二阈值时，执行第一小行程重挂流程。其中，第一大行程重挂流程包括：进行大行程重挂操作，直至挂入档位，或者直至挂档能量比大于第三阈值（如90%）时停止挂档并等待挂档能量比降低到第一阈值之内（小于等于第一阈值）再重新挂档。第一小行程重挂流程包括：进行小行程重挂操作，直至挂入档位，或者直至述挂档能量比大于第二阈值时执行前述第一大行程重挂流程。
在第二重挂流程中，也将挂档能量比与第二阈值进行比较，并在挂档能量比大于第二阈值时，执行第二大行程重挂流程，而在挂档能量比小于等于第二阈值时，执行第二小行程重挂流程。其中，第二大行程重挂流程包括：进行大行程重挂操作并控制离合器结合，直至挂入档位，或者直至挂档能量比大于第三阈值时停止挂档并等待挂档能量比降低到第一阈值之内再重新挂档。第二小行程重挂流程包括：进行小行程重挂操作，直至挂入档位，或者直至挂档能量比大于第二阈值时执行第二大行程重挂流程。
本发明的另一方面涉及一种同步器式挂挡变速箱的挂挡卡滞识别及自动重挂***，其包括：同步器电机等同步器执行元件、用来获得所需参数或信息（如前所述的挂档能量参数和卡滞类型判断信息）的感测组件、以及设置来执行本发明实施例的挂挡卡滞识别及自动重挂方法的TCM。TCM可基于感测组件获得的参数和/或信息来执行本发明实施例的挂挡卡滞识别及自动重挂方法，感测组件可包括与同步器执行元件相连的传感器等测量元件。该***可通过本领域技术人员所知的方式执行上述方法，并且包括执行上述方法所需的其他元部件，在此不在赘述。
本发明的另一方面涉及包括上述步器式挂挡变速箱的挂挡卡滞识别及自动重挂***的车辆。根据上述公开内容，本领域技术人员容易获得包含本发明实施例的步器式挂挡变速箱的挂挡卡滞识别及自动重挂***的车辆。
本发明实施例中的方法、***和车辆针对挂档卡滞问题提供了自动重挂的解决方案，且能够针对不同的卡滞类型提供不同的自动重挂方式，从而可以更有效地解决卡滞问题，提高挂挡成功率。
提供以上具体的实施例的目的是为了使得对本发明的公开内容的理解更加透彻全面，但本发明并不限于这些具体的实施例。本领域技术人员应理解，还可以对本发明做各种修改、等同替换和变化等等，只要这些变换未违背本发明的精神，都应在本发明的保护范围之内。
Claims (11)
1.一种同步器式变速箱的挂挡卡滞识别及自动重挂方法，其特征在于，其包括：
控制车辆开始自动挂档，并监测挂档能量参数和卡滞类型判断信息；
基于所述挂档能量参数计算挂档能量；以及
基于所述挂档能量判断是否发生卡滞，并且，
在判断为未发生卡滞时，继续挂档，
在判断为发生卡滞时，基于所述卡滞类型判断信息判断卡滞类型，并且在判断为第一卡滞类型时执行第一重挂流程，在判断为第二卡滞类型时执行第二重挂流程；
所述第一重挂流程包括：将所述挂档能量比与第二阈值比较，并且，
在所述挂档能量比大于所述第二阈值时，执行第一大行程重挂流程，所述第一大行程重挂流程包括：进行大行程重挂操作，直至挂入档位，或者直至所述挂档能量比大于第三阈值时停止挂档并等待所述挂档能量比降低到所述第一阈值之内再重新挂档；
在所述挂档能量比小于等于所述第二阈值时，执行第一小行程重挂流程，所述第一小行程重挂流程包括：进行小行程重挂操作，直至挂入档位，或者直至所述挂档能量比大于所述第二阈值时执行所述第一大行程重挂流程；并且
所述第二重挂流程包括：将所述挂档能量比与第二阈值比较，并且，
在所述挂档能量比大于所述第二阈值时，执行第二大行程重挂流程，所述第二大行程重挂流程包括：进行大行程重挂操作并控制离合器结合，直至挂入档位，或者直至所述挂档能量比大于第三阈值时停止挂档并等待所述挂档能量比降低到所述第一阈值之内再重新挂档；
在所述挂档能量比小于等于所述第二阈值时，执行第二小行程重挂流程，所述第二小行程重挂流程包括：进行小行程重挂操作，直至挂入档位，或者直至所述挂档能量比大于所述第二阈值时执行所述第二大行程重挂流程。
2.根据权利要求1所述的挂挡卡滞识别及自动重挂方法，其特征在于，基于所述挂档能量判断是否发生卡滞的步骤包括：
基于预定的挂档能量上限和所述挂档能量计算挂档能量比；以及
将所述挂档能量比与第一阈值比较，并且在所述挂档能量比小于等于所述第一阈值时判断为未发生卡滞，在所述挂档能量比大于所述第一阈值时判断为发生卡滞。
3.根据权利要求2所述的挂挡卡滞识别及自动重挂方法，其特征在于，所述挂档能量比为所述挂档能量与所述预定的挂档能量上限的比值。
4.根据权利要求2中所述的挂挡卡滞识别及自动重挂方法，其特征在于，所述第一阈值在20％-40％之间。
5.根据权利要求1所述的挂挡卡滞识别及自动重挂方法，其特征在于，所述第二阈值在40％-70％之间，所述第三阈值在80％-98％之间。
6.根据权利要求1所述的挂挡卡滞识别及自动重挂方法，其特征在于，所述挂档能量参数包括同步器执行元件的电压、电流、以及作用时间，所述挂档能量为所述电压、所述电流、以及所述作用时间的乘积。
7.根据权利要求1所述的挂挡卡滞识别及自动重挂方法，其特征在于，所述卡滞类型判断信息包括同步器执行元件的位置信息以及变速箱输入轴转速和变速箱输出轴转速。
8.根据权利要求1所述的挂挡卡滞识别及自动重挂方法，其特征在于，所述第一卡滞类型包括同步器处于齿顶齿位置或预同步位置时的卡滞，所述第二卡滞类型为同步器处于除了所述齿顶齿位置或所述预同步位置之外的位置时的卡滞。
9.一种同步器式变速箱的挂挡卡滞识别及自动重挂***，其特征在于，其包括变速箱控制模块，所述变速箱控制模块被设置用来执行根据权利要求1-8中任一项所述的挂挡卡滞识别及自动重挂方法。
10.根据权利要求9所述的挂挡卡滞识别及自动重挂***，其特征在于，其进一步包括同步器执行元件以及用来获得所述挂档能量参数和所述卡滞类型判断信息的感测组件。
11.一种车辆，其特征在于，其包括同步器式变速箱以及根据权利要求10所述的挂挡卡滞识别及自动重挂***。
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- 2020-11-02 CN CN202011201998.3A patent/CN114439931B/zh active Active
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